Introducción: Desafíos de seguridad en medio del crecimiento explosivo de la industria del almacenamiento de energía
Las baterías de almacenamiento de energía, como 'estabilizadores' y 'depósitos' para la construcción de nuevos sistemas energéticos, están experimentando oportunidades de desarrollo sin precedentes.
Según datos publicados por la Administración Nacional de Energía, a finales de 2023, la capacidad instalada acumulada de nuevos proyectos de almacenamiento de energía
en China había superado los 30 gigavatios-hora, con una tasa de crecimiento anual superior al 150%. Sin embargo, con el aumento de la capacidad instalada, el funcionamiento seguro
de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía se ha convertido en una cuestión primordial para el desarrollo saludable de la industria. Entre ellos, la
eficiencia de la gestión térmica de la batería determina directamente la seguridad y la vida útil del sistema. Dado que la refrigeración líquida se está convirtiendo en el método principal de gestión térmica
para el almacenamiento de energía a gran escala, la monitorización fiable del nivel de refrigerante se ha convertido en la primera y crucial línea de defensa para la seguridad.
Gestión térmica de baterías de almacenamiento de energía: ¿Por qué el control del nivel de refrigerante es una 'salvavidas'?
Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala suelen constar de decenas de miles de celdas de batería, que generan una gran cantidad de calor durante la carga
y descarga. Los sistemas de refrigeración líquida eliminan eficazmente este calor mediante la circulación de refrigerante, lo que garantiza que las baterías funcionen dentro de su
rango de temperatura óptimo. Sin embargo, una cantidad insuficiente de refrigerante en el sistema debido a fugas, evaporación u otras razones tendrá consecuencias catastróficas:
1. Sobrecalentamiento localizado: eficiencia de enfriamiento reducida, temperatura desigual del módulo de la batería y envejecimiento acelerado.
2. Riesgo de fuga térmica: el sobrecalentamiento puede desencadenar una reacción en cadena de reacciones exotérmicas dentro de la batería, lo que en última instancia provocará un incendio o una explosión.
3. Apagado del sistema: Por motivos de seguridad, el BMS (Battery Management System) forzará un apagado cuando detecte anomalías en la gestión térmica, lo que se traducirá en pérdidas económicas.
Por lo tanto, el monitoreo continuo, confiable y de alta precisión de los niveles de refrigerante ya no es una característica deseable, sino un requisito de seguridad obligatorio
para los sistemas de almacenamiento de energía, especialmente las centrales eléctricas de alto estándar que cumplen con las 'Normas de seguridad para centrales eléctricas de almacenamiento de energía electroquímica' nacionales.
Sensores de nivel capacitivos sin contacto: la opción ideal para el monitoreo del nivel de almacenamiento de energía. Ante las características del funcionamiento continuo y
los entornos complejos (grandes diferencias de temperatura, posibles vibraciones) en las centrales eléctricas de almacenamiento de energía, los sensores de nivel capacitivos sin contacto proporcionan una solución perfecta.
Ventajas tecnológicas principales:
•
Absolutamente sellado, sin riesgo de fugas: el sensor se instala externamente en el tanque o tubería de almacenamiento, sin dañar la estructura de sellado original
del sistema, eliminando fundamentalmente los puntos de fuga de refrigerante introducidos por la instalación del sensor.
•
No se ve afectado por medios y entornos hostiles: el refrigerante suele ser un líquido con propiedades químicas específicas, como una solución acuosa de etilenglicol.
La detección sin contacto hace que el sensor no se vea afectado por la corrosión del refrigerante, las incrustaciones o los cambios en la conductividad, lo que resulta en una vida útil extremadamente larga.
•
Alta confiabilidad y sin mantenimiento: sin piezas mecánicas móviles y con una estructura robusta, puede soportar ciclos de temperatura, cambios de humedad
y vibraciones menores dentro del contenedor de almacenamiento de energía, por lo que prácticamente no requiere mantenimiento.
•
Integración perfecta de BMS: el interruptor o las señales analógicas emitidas por el sensor se pueden conectar directamente al BMS del sistema de almacenamiento de energía, lo que permite
la visualización en tiempo real de niveles de líquido, alarmas de bajo nivel e incluso desencadenar la reducción o el apagado de la carga del sistema, formando un circuito cerrado de seguridad completo.
Escenarios de aplicación típicos
1.
Monitoreo del nivel del tanque de expansión de refrigerante: Instalado en el exterior del tanque de expansión, monitorea la cantidad total de refrigerante en el sistema en tiempo real,
proporcionando una alarma de nivel bajo para indicar la necesidad de reabastecimiento.
2.
Detección de acumulación de líquido en la tubería: instalada en el extremo inferior de la tubería, se utiliza para detectar si la circulación del refrigerante es normal y si
hay obstrucción de aire o un nivel de líquido excesivamente bajo.
3.
Monitoreo del tanque de refrigerante de repuesto: Se utiliza para monitorear el nivel de líquido en el tanque de refrigerante de repuesto para garantizar suficiente refrigerante en situaciones de emergencia.
Guía de selección: elección de los sensores adecuados para sistemas de almacenamiento de energía
Al seleccionar sensores de nivel capacitivos para proyectos de almacenamiento de energía, se debe considerar lo siguiente:
•
Amplia tolerancia a la temperatura: el rango de temperatura de funcionamiento debe cubrir las temperaturas extremadamente altas y bajas de la ubicación del proyecto.
•
Grado de protección: Se recomienda elegir un grado de protección IP67 o superior para hacer frente al ambiente potencialmente húmedo y polvoriento dentro del contenedor.
•
Resistencia a las interferencias: Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía contienen numerosos dispositivos electrónicos de potencia y tienen entornos electromagnéticos complejos; el sensor debe tener un excelente rendimiento EMC.
•
Certificaciones completas: dé prioridad a los productos con certificaciones CE, RoHS y otras para garantizar la calidad y el cumplimiento.
Conclusión: inversión segura y a largo plazo en activos de almacenamiento de energía
En esta etapa crítica del avance de la industria del almacenamiento de energía hacia un desarrollo estandarizado y a gran escala, la seguridad es el resultado final y también
el mayor beneficio. Elegir un sensor de nivel de líquido capacitivo sin contacto para monitorear el sistema de enfriamiento es una inversión de seguridad altamente rentable.
Como un guardián leal que opera las 24 horas del día, los 7 días de la semana, protege silenciosamente la seguridad térmica de la batería de almacenamiento de energía, proporcionando una sólida garantía técnica para el
funcionamiento estable de la central eléctrica, la seguridad de los activos y el retorno de la inversión.
